專利名稱：中心二氧化碳純化器的制作方法
相關申請本申請要求2001年10月17日提出的美國臨時申請60/330,203號的權益，該申請的全部內容通過引用并入本文。本申請也要求2001年10月提出的美國臨時申請60/330,150號、2002年1月22日提出的60/350,688號和2002年2月19日提出的60/358,065號的權益，所有這些申請的全部內容均通過引用并入本文。
背景技術：
集成電路的生產通常包括多個在晶片上進行的單獨步驟。典型步驟包括沉積或生長薄膜、使用光刻法在晶片上形成圖案并蝕刻。這些步驟進行多次而形成所需電路。另外的工藝步驟可包括離子注入、化學或機械平面化(planarization)和擴散。眾多種有機和無機化學品用于實施這些應用或用于從這些應用中去除廢物。有人提出用水基清潔體系以消除對一些有機溶劑的需要，但是它們產生大量廢物流，這些廢物流必須在排放或回收前處理。在選擇半導體生產設施的座落位置時，要求有大量的水通常是一個主要考慮因素。此外，水的高表面張力降低了其在需要清潔精細結構的應用中的效力，并且在工藝中必須包括干燥步驟以去除所有痕量水分。
近年來，人們將超臨界二氧化碳作為目前使用的某些有機溶劑和水基化學品的潛在替代品加以研究。超臨界二氧化碳體系在簡單萃取應用如咖啡的除咖啡因中已經使用了數十年。術語超臨界流體是指高于臨界溫度和壓力(如對于二氧化碳來說，分別等于或高于31℃和1070磅/平方英寸(絕對)(psia))的流體。超臨界流體同時具有氣體和液體狀性質。超臨界流體的密度作為溫度和壓力的函數變化。由于溶劑化能力是密度的強函數，這也意味著溶劑化性質可能變化。純的超臨界二氧化碳具有類似于非極性有機溶劑如己烷的溶劑性能。可向二氧化碳加入改良劑如助溶劑、表面活性劑和鰲合劑來改善其清潔能力。
半導體應用可能產生具比二氧化碳高或低的蒸汽壓的各種污染物。較輕、較高蒸汽壓的各種成分可能是一些氟、輕氟化烴類和大氣氣體如氮氣和氧氣的組合物。二氧化碳也可能被非揮發性殘留化合物和助溶劑污染，其因為可能以與汽相二氧化碳混合的固體/液體混合物的形式存在而難以轉移。還有，許多半導體生產應用的二氧化碳純度要求超過了目前可大量提供的二氧化碳。此外，如果超臨界二氧化碳廣泛用于半導體業，其消耗的量可能妨礙了對提供的二氧化碳整個依賴性的經濟可行性。最后，半導體生產設備可能具有眾多具獨特要求的不同應用裝置。
但是，現有技術并沒有提出可克服這些問題的系統或方法。因此，存在著最大程度降低或消除了這些問題的在半導體生產工藝中使用二氧化碳的方法和裝置的需要。
發明概述本發明主要涉及將二氧化碳提供給多個應用的方法和系統。
本發明的方法包括將包括二氧化碳組分的流體進料從第一二氧化碳純化裝置提供給多個應用(包括至少兩個不同的應用)的步驟。在所述應用中，一種或多種污染物與所述流體混合，而形成各應用的流出物，其中各流出物包括至少一部分二氧化碳成分和至少一部分污染物。至少一種流出物的至少一部分被導入到第一純化裝置，由此流出物的二氧化碳成分被純化，從而形成流體進料。
本發明的系統包括第一二氧化碳純化裝置，其純化流出物的二氧化碳組分而形成包括二氧化碳成分的流體進料。所述第一純化裝置包括至少以下一員催化氧化器、蒸餾塔、相分離器和吸附床。所述第一純化裝置中包括將流體進料從第一純化裝置導入給多個應用(至少兩個不同的應用)的供應導管。在各應用中，一種或多種污染物與所述流體混合，由此形成各應用的流出物，其中各流出物包括至少一部分二氧化碳成分和至少一部分污染物。回流導管將流出物從至少一個應用導入到第一純化裝置。
此中公開的本發明的優點是明顯的。實施本發明可顯著降低半導體生產設備中向多個不同應用提供高純二氧化碳的成本和復雜性。通過循環二氧化碳，外供二氧化碳的量以及由此帶來的成本得以降低。通過在應用前純化批量的補充二氧化碳，而所購買提供給生產設備的批量二氧化碳可為較低純度，所以成本得以降低。通過提供中心純化器，規模經濟可以在各個純化和輸送單元上實現。服務多個應用的成本得以降低，并且處理多個應用的具不同污染物組成的流出物的成本也得以降低。此外，來自于相同類型的多個設備的時間交錯操作或來自不同設備的流出物組合形成了較均勻的流出物，其更易于在中心純化器純化。中心純化器的另一關鍵優點是分析技術要求的統一。中心純化器的再一優點是通過使用旁路循環，中心純化器可連續操作，避免了積累性污染物阻塞支線，并且可允許所述應用以分批模式操作。還有一項優點是通過組合中心純化器和分散的局部純化器，化學上不相容的流出物可經預純化后混合并送到中心純化器。
期待這些優點的組合使得超臨界二氧化碳成為現有有機溶劑和含水化學應用有前途的替代品，降低半導體的生產成本。
附圖的簡要說明

圖1顯示了作為本發明的一個實施方案的裝置。
圖2顯示了作為本發明的可替代實施方案的裝置，該裝置包含二氧化碳源和具多個裝置的多個半導體生產應用。
圖3顯示的裝置為本發明可替代實施方案的一部分，詳細顯示了第一純化裝置的組成。
本發明的詳細說明由下面本發明優選實施方案的更具體說明(參照附圖進行舉例說明)，本發明的前述目的和其它目的、特點和優點將變得顯而易見，附圖中相同的符號是指不同視圖中相同的部件。附圖無需按比例繪制，其繪制重點在于說明本發明的原理。
本發明主要涉及向多個(即兩個或更多個)應用提供二氧化碳的方法和系統。此中所用的應用使用包括二氧化碳組分的流體進料。
在半導體生產設備中，二氧化碳可例如在晶片清洗、光致抗蝕劑沉積、化學流體沉積、光致抗蝕劑顯影、光致抗蝕劑去除、光致抗蝕劑顯影和其它使用溶劑或水溶液的本領域所熟悉的應用中使用。各應用可能對含二氧化碳的流體進料要求不同的操作條件。
用于實施應用的設備通常稱為裝置。相同應用通常使用多個裝置進行，各裝置相互獨立地操作。裝置可包括一個或多個室，各個室可獨立地處理其晶片或其它工件。
不同的應用是指所送到其中的流體進料至少有一個參數不同的設備或所排放的流出物至少有一個參數不同的設備。參數可以是化學條件或物理條件或可以涉及應用所用的包括二氧化碳組分的流體進料的體積和時間控制。參數的例子包括流速、流動循環(連續或間歇模式)、循環時間、在第二組分中添加劑的量和種類、溫度、壓力、污染物和其它變量。如果此中所用的裝置或裝置內的室使用至少一個參數不同的進料流或產生至少一個參數不同的排放流，則它們是不同的應用。
圖1顯示本發明的裝置10，其也可用于實施本發明的方法。所述系統包括第一二氧化碳純化裝置11，其可純化流出物的二氧化碳成分，由此形成含二氧化碳成分的流體進料。所述流體進料也可從第一純化裝置11經供應導管12導入到包括至少兩個不同應用14和16的多個應用中。優選第一純化裝置11包括加壓裝置，從而使供應導管12中的壓力大于回流導管20中的壓力。正如上面所討論的那樣，不同的應用使用至少一個參數不同的流體進料，所述參數如溫度、壓力、流速、流體進料輸送的時限、存在于流體進料中添加劑的量和種類等。在各應用中，一種或多種例如來自被清潔或處理的晶片的污染物與所述流體混合，而形成各應用的流出物。回流導管20可將至少一種流出物的至少一部分導回到純化裝置，以純化流出物的二氧化碳組分。
圖2顯示了本發明的裝置22，其也可用于實施本發明的方法。來自源24的二氧化碳可經管道25加入到系統中以補償由于開啟其它應用導致的正常運行損失或增加系統中二氧化碳的量。二氧化碳源的例子有液體二氧化碳罐，二氧化碳生產設備、鐵路罐車和貨車拖罐。加入的二氧化碳可在送到應用前采用數種方法的任一種純化。在源24可有第二二氧化碳純化裝置，其包含至少一個蒸餾塔、一個催化氧化器或吸附床。當來自所述源的二氧化碳以這種方式得到足夠預純化時，其可加入到系統中的任何點。但是，優選將來自所述源的二氧化碳加入到系統中的諸如回流導管或第一純化裝置1 1等中，這樣可利用已有的第一純化裝置，而避免需要另外的外加純化單元。
正如前面所述，第一純化裝置11將含二氧化碳組分的流體進料導入到多個應用中。此中所用的術語“純化器”可包括一種或多種組件諸如相分離器、蒸餾塔、過濾器、吸附床、催化反應器、滌氣器和其它本領域人們熟悉的組件。所得到的二氧化碳流體進料可包含低于100ppm的雜質。一般來說，所述流將包含低于10ppm的雜質，并優選含低于1ppm的任何雜質。裝置12的另一重要部件是純度分析器。高純氣體的分析器包括各種質譜儀和其它本領域人們熟悉的檢測器。許多這種裝置均已商品化并且可集成到本文所述的任何系統或方法中。
在應用前，定制(customizing)單元26、28和30改變供應導管12的流體進料的物理性質。所述定制單元可具有熱交換器、壓力調節器或兩者。此中所用的術語“熱交換器”是指任何可提高或降低進料溫度的裝置，諸如電子加熱器、制冷器、加熱泵、水浴和其它本領域人們熟悉的裝置。此中所用的術語“壓力調節器”可以是能改變進料壓力的任何裝置，包泵、壓縮器、減壓閥和其它本領域人們熟悉的裝置。然后可將溫度和壓力調節到適合于各應用的值。優選所述流體進料為高壓液體或超臨界流體，優選的壓力范圍為約650-5000磅/平方英寸表壓(psig)，更優選的范圍為約800-3500psig，最優選約950-3000psig。在一優選的實施方案中，定制單元將流體進料的二氧化碳成分形成超臨界流體，即高于約31℃的溫度和大于約1070psig的壓力。
所述定制單元也可并入一種向各應用的流體進料加入第二種組分的裝置，所述第二種組分是一種或多種助溶劑、表面活性劑、鰲合劑或其它改善各應用的流體進料性能的添加劑。或者，熱交換器、壓力調節器或加入第二種組分的裝置中的一種或多種可直接并入到應用或裝置中。
在定制單元后面有三個獨立應用32、34和36。例如，應用36可以是使用二氧化碳雪清潔晶片表面的晶片清潔器，應用32可以是光致抗蝕劑顯色器，應用34可以是光致抗蝕劑消除器。所示的應用32和34具有多個裝置，應用32有a、b、c和d4個裝置，應用34有e和f兩個裝置。所示的應用36只有一個裝置。如前所述，一種或多種污染物與各應用的流體進料合并，形成包含二氧化碳、一種或多種污染物和加入的任何第二種組分的各裝置的流出物。來自具多個裝置的應用的流出物可如32所示那樣合并一起或如34所示那樣保持分離。
在一優選的實施方案中，各流出物可送入到第三二氧化碳純化裝置38、40或42中，其通過減壓將各流出物分成多個相。第三純化裝置38、40或42各自可以是相分離器諸如簡單分離鼓、多級接觸器或其它本領域人們熟悉的裝置。任選38、40或42可與熱交換器一起將液體流出物中的二氧化碳氣化和/或將氣體加熱以抵消在相分離時減壓遇到的冷卻。或者，第三純化裝置可包括蒸餾塔、催化氧化器或吸附床。
通常會存在富集例如助溶劑和來自應用的污染物的液相，并且根據污染物和第二組分的組成，可能存在一個以上的液相。同時還取決于污染物和第二組分組成，可能存在一固相，或者懸浮于液相中的固相，其可直接在各第三純化裝置，通過諸如分離罐讓小滴和顆粒重力沉降出來，作為廢物流44、46和48去除。任選，可在重力沉降裝置的下游使用另外的相分離裝置諸如聚結器和過濾器進行更完全的相分離。
所有相均可包含二氧化碳，但是最富含二氧化碳的相通常是氣流，其中至少一部分隨后經回流導管20導入到第一純化裝置11。是否將流出物導入到第一純化裝置11或導入到廢物流50或導入多少流出物的決定取決于幾個因子，其中最重要的是壓力和組成。在回流導管20的流出物通常在比第一純化裝置11更高的壓力下操作。如果來自具體應用的流出物壓力高于回流導管20中的合并流出物，則無需進行流出物的壓縮。但是，如果流出物壓力低于回流導管20，則將具體應用的流出物送到廢物流50可能更經濟。將一部分流出物導入到廢物流50的決定也可以是基于組成的決定。例如，清潔應用的第一次重污染的循環可能導入到廢物流50中，而隨后的循環可能導入到第一純化裝置11中。
通過回流導管20導入到第一純化裝置11的流出物的組成中平均包含高于約50％的二氧化碳。優選平均組成中包含超過約80％的二氧化碳，更優選超過約90％的二氧化碳。
在本發明的回流導管20中合并的流出物的壓力可根據回收的二氧化碳的量和純化成本之間的優化來決定。一般來說，回流導管20申的壓力越低，可接受的回流導管20的流出物和二氧化碳富集相的比例越大。回流導管20的操作壓力優選在約90-900psia的范圍，更優選在約100-400psia的范圍，最優選在約150-350psia的范圍。
在另一實施方案中，旁路減壓閥51連接供應導管12和回流導管20。這可讓第一純化裝置和其供應導管和回流導管連續操作，同時各種應用和第三純化裝置可以分批操作。
此外，在供應導管和回流導管中儲集罐(未顯示)的使用可緩沖純化系統所需的各種波動或供應。在回流導管中的儲集也可平穩組成波動。
廢物流44、46、和48可導入到可將各循環組分循環使用的適合處理裝置或設施中。
圖3顯示了本發明的裝置52，其也可用于實施本發明的方法。向不同應用32和34提供來自導管12的流體進料。所示流體進料可進一步通過例如在定制設備26和28加壓和加熱定制以滿足各應用所需的條件。在圖3中，第二種組分經導管27和29直接加入到應用中，而非經26和28加入。
各個應用將二氧化碳/第二種組分/污染物流出物排放到第三純化裝置38和40。高于回流導管20壓力的38和40產生的富集二氧化碳相的部分被直接送到導管20。較低壓力的氣體排放物可排放到廢物流50，或者可壓縮并也與回流導管20的流出物合并。液體和固體廢物流44和46可被輸送進行處理或回收。第三純化裝置38和40可加熱驅趕液相中包含的二氧化碳以提高二氧化碳回收率。優選所述第三純化裝置38和40的性能足以在不需要回流導管20下便能通過多相混合物。還有，應注意第三純化裝置38和40只是圖示示意，并且可基本上由一個或多個相分離器、蒸餾塔、吸附床和其它適合于應用的純化裝置組成。
壓力調節裝置54可用于進一步降低或提高回流導管20中二氧化碳的壓力。所述流體可在交換器56中被部分加熱或冷卻。然后通入到相分離裝置58以除去由于交換器56的加熱或冷卻產生或由于第三純化裝置38和40的低效而存在的任何顆粒物或細滴。然后將所述流體經60導入到重污染物去除蒸餾塔62中。可將在分離器58收集的液體送到廢物流59。一部分高純二氧化碳可經側流13導出并經控制閥64導入到塔62的頂部。此外，來自源24的二氧化碳也可在塔62的上端處導入。這些流體用于冷卻進料流和吸附重污染物。可能需要來自24的二氧化碳來彌補在應用循環系統中二氧化碳的損失以及排放出純化系統的雜質流的二氧化碳損失。含重質雜質的廢物離開塔62的底部并可導入到液體廢物流59。這里可去除的重污染物的例子有有機溶劑諸如丙酮、己烷和水等。根據從58進入塔62的氣流的溫度，需要時也可用再沸器65提供塔的氣提蒸汽。
來自塔62的流68隨后可與來自輕污染物去除蒸餾塔72的塔頂蒸氣一起在交換器70中基本冷凝。來自冷凝器的二氧化碳液流流入到塔72。輕污染物包括甲烷、氮氣、氟和氧氣等等。所述輕污染物作為流74離開系統而以塔頂蒸氣的形式濃縮。塔72可以是填充有促進氣液接觸的適合填料或塔板的容器。交換器76提供氣提蒸氣。產物液體二氧化碳可從塔72導出并在用于導管13和12的泵78中壓縮到高壓。導管12中流體的溫度可在通過交換器56時調節。
制冷系統80可為塔72提供冷卻功能。任選所述制冷系統與純化系統熱集成，即是在冷卻高壓制冷劑的同時提供再沸器65和76所需的能量。例如，再沸交換器65可向系統80中的液體制冷劑流提供低溫冷卻的功能。另外，交換器56可用于再沸塔72以及冷卻進料氣體。
純化系統的操作壓力優選為約150-1000psia，更優選為約250-800psia，最優選為約250-350psia。在導管13和12中泵下游的壓力優選為約775-5000psia，更優選為約800-4000psia，最優選為約800-3000psia。二氧化碳的最終純度由各應用需要決定。一般的純度要求與配料級相當，但是批量液體二氧化碳對低蒸汽壓污染物有更嚴格的要求。它們可能會在晶片表面留下殘渣。例如，對用于半導體生產中的批量液體來說，非揮發性殘渣的技術要求一般為10ppm。對于半導體應用來說，純度要求可能在約1ppm以下。
優選的純化途徑可利用蒸餾和相分離來完成純化。但是，如果污染物具有與二氧化碳相近的蒸汽壓，那么可提供另外的純化裝置。在該范疇的污染物的例子包括某些烴類(如乙烷)、氧化烴、鹵素和鹵代烴。其它純化裝置可包括催化氧化、水洗、堿洗裝置和干燥器等。
用于半導體生產的技術也可用于需要精密特性的領域，諸如新興的微電機系統和微射流系統領域，對于它們來說超臨界二氧化碳方法也是有用的。
雖然已經參照本發明優選的實施方案對本發明進行了具體說明和描述，但是本領域技術人員會理解在沒有背離所附權利要求書包含的本發明的范圍下，可在形式上和細節上對本發明作各種改變。
權利要求
1.一種向多個應用提供二氧化碳的方法，所述方法包括下面步驟a.從第一二氧化碳純化裝置將包括二氧化碳組分的流體進料導入到包括至少兩個不同的應用的多個應用中，在所述應用中一種或多種污染物與所述流體合并，從而形成所述各種應用的流出物，其中所述各種流出物包括至少一部分二氧化碳組分和至少一部分所述污染物；b.將至少一種所述流出物的至少一部分導入到所述第一純化裝置中；并且c.在所述第一純化裝置純化所述流出物的二氧化碳組分，由此形成所述流體進料。
2.權利要求1的方法，其中所述第一純化裝置產生至少一種廢物流。
3.權利要求2的方法，所述方法還包括將第二種組分加入到選自所述流體進料和至少一種所述應用的至少一種中的步驟，其中所述第二種組分選自助溶劑、表面活性劑和鰲合劑。
4.權利要求3的方法，所述方法還包括改變所述流體進料的至少一種物理性質的步驟，所述性質選自溫度和壓力。
5.權利要求4的方法，其中所述流體進料的二氧化碳組分的至少一部分形成超臨界流體。
6.權利要求4的方法，所述方法還包括通過選自下面的步驟加入來自二氧化碳源的二氧化碳的步驟a.將來自所述源的二氧化碳和至少一種所述流出物合并，其中來自所述源的二氧化碳通過所述第一純化裝置純化；b.向所述第一純化裝置加入來自所述源的二氧化碳，同時在所述第一純化裝置純化所述流出物的二氧化碳組分，其中來自所述源的二氧化碳通過所述第一純化裝置純化；和c.預純化二氧化碳，包括下面步驟i)在第二二氧化碳純化裝置純化來自所述源的二氧化碳，由此產生預純化進料，其中所述第二純化裝置包括選自蒸餾、吸附、相分離和催化氧化裝置中的至少一種；和ii)向所述流體進料、至少一種所述應用、至少一種所述流出物和所述第一純化裝置中的至少一種中加入所述預純化的進料。
7.權利要求6的方法，其中所述流出物的二氧化碳組分在所述第一純化裝置中通過以下步驟純化a)通過使用選自催化氧化、蒸餾、相分離和吸附中的至少一種方法將具有與二氧化碳不同蒸汽壓的組分的至少一部分除去；并且b)將所除去的組分的至少一部分導入到至少一個廢物流中。
8.權利要求7的方法，其中一個或多個第三二氧化碳純化裝置通過以下步驟將所述流出物中的至少一部分二氧化碳組分部分純化a.將流出物的壓力降低至足于使所述流出物分離成多個相，包括至少一個富集二氧化碳的相和至少一個富集除二氧化碳外的其它組分的相；b.將至少一個富集二氧化碳的相導入到所述第一純化裝置；和c.將至少一個富集除二氧化碳外的其它組分的相導入到至少一個廢物流中。
9.權利要求8的方法，其中所述應用選自化學流體沉積、光致抗蝕劑沉積、光致抗蝕劑去除和光致抗蝕劑顯影。
10.權利要求9的方法，所述方法還包括將一部分所述流體進料導回所述第一純化裝置的步驟，由此從旁路通過所述應用和所述第三純化裝置，其中所述第一純化裝置以連續方式操作。
11.一種向半導體生產工藝的多個應用提供二氧化碳的方法，所述方法包括下面步驟a.將來自第一二氧化碳純化裝置的包括二氧化碳組分的流體進料導入到包括至少兩個不同的應用的多個應用中，由此在所述應用中一種或多種污染物與所述流體進料合并，從而形成所述各種應用的流出物，其中所述各種流出物包括至少一部分二氧化碳組分和至少一部分所述污染物；b.向所述流體進料和至少一種所述應用中的至少一種加入第二種組分，其中所述第二種組分選自助溶劑、表面活性劑和鰲合劑；c.在至少一種所述應用前改變所述流體進料的至少一種物理性質，所述性質選自溫度和壓力；d.采用一個或多個第三二氧化碳純化裝置，通過以下步驟將至少一種所述流出物的至少一部分二氧化碳組分部分純化i)將所述流出物的壓力降低至足于使所述流出物分離成多個相，包括至少一個富集二氧化碳的相和至少一個富集除二氧化碳外的其它組分的相；ii)將至少一個富集二氧化碳的相導入到所述第一純化裝置；并iii)將至少一個富集除二氧化碳外的其它組分的相導入到至少一個廢物流中；和e.將所述流出物的二氧化碳組分和所述富集二氧化碳的相中的一種或多種在所述第一純化裝置中通過以下步驟純化，由此產生所述流體進料i)通過使用催化氧化、蒸餾、相分離和吸附中的至少一種方法將具有與二氧化碳不同蒸汽壓的組分的至少一部分除去；并ii)將所除去的組分的一部分導入到至少一個廢物流中；和f.通過選自下面的方法加入來自二氧化碳源的二氧化碳i)將來自所述源的二氧化碳和至少一種所述流出物合并，其中來自所述源的二氧化碳通過所述第一純化裝置純化；ii)向所述第一純化裝置加入來自所述源的二氧化碳，同時在所述第一純化裝置純化所述流出物的二氧化碳組分，其中來自所述源的二氧化碳通過所述第一純化裝置純化；和iii)預純化二氧化碳，包括下面步驟(1)在第二二氧化碳純化裝置中純化來自所述源的二氧化碳，由此產生預純化進料，其中所述第二裝置包括蒸餾、吸附、相分離和催化氧化裝置中的至少一種；和(2)向所述流體進料、至少一種所述應用、至少一種所述流出物和所述第一純化裝置中的至少一種加入所述預純化的進料；和g.將一部分所述流體進料導回到所述第一純化裝置，由此從旁路通過所述應用和所述第三純化裝置，其中所述第一純化裝置以連續方式操作。
12.一種向多個半導體生產應用提供二氧化碳的系統，所述系統包括a.第一二氧化碳純化裝置，所述裝置純化流出物的二氧化碳組分而形成包括二氧化碳組分的流體進料，其中所述第一純化裝置包括催化氧化器、蒸餾塔、相分離器和吸附床中的至少一種；b.供應導管，所述供應導管將所述流體進料從所述第一純化裝置提供給包括至少兩個不同應用的多個應用，在其中一種或多種污染物與所述流體混合，形成所述各種應用的流出物，其中所述各種流出物包括至少一部分二氧化碳組分和至少一部分所述污染物；和c.回流導管，所述回流導管將所述流出物從至少一個所述應用導入到所述第一純化裝置。
13.權利要求12的系統，其中所述第一純化裝置還包括將所述流出物中一部分非二氧化碳組分導入到至少一個廢物流中的裝置。
14.權利要求13的系統，所述系統還包括將第二種組分加入到包括供應導管和至少一個所述應用中的至少一種的裝置。
15.權利要求14的系統，所述系統還包括選自熱交換器和壓力調節器的裝置，其中所述裝置位于選自供應導管和至少一個所述應用的位置。
16.權利要求15的系統，所述系統還包括a.一個二氧化碳源；和b.純化和加入來自所述源的二氧化碳的裝置，所述裝置選自i)將二氧化碳從所述源導入到包括第一純化裝置、流出物和回流導管中的至少一員的裝置，其中來自所述源的二氧化碳在導入到所述應用前通過所述第一純化裝置純化；和ii)純化和加入來自所述源的二氧化碳的裝置，所述裝置包括(1)將來自所述源的二氧化碳導入到第二二氧化碳純化裝置的裝置；(2)第二二氧化碳純化裝置，由此產生經純化的進料，其中所述第二純化裝置包括蒸餾塔、吸附床、相分離器和催化氧化器的至少一種；和(3)將純化進料加入到包括供應導管、至少一個所述應用、回流導管和所述第一純化裝置的至少一種的裝置。
17.權利要求16的系統，其中所述第一純化裝置除去至少一部分具有與二氧化碳不同的蒸汽壓的組分。
18.權利要求17的系統，其中所述第一純化裝置包括多個蒸餾塔，其中至少一個所述塔除去至少一部分蒸汽壓高于二氧化碳的組分和至少一個所述塔除去至少一部分蒸汽壓低于二氧化碳的組分。
19.權利要求18的系統，所述系統還包括一個或多個第三二氧化碳純化裝置，所述裝置通過以下步驟部分純化至少一種所述流出物的至少一部分二氧化碳組分a.將流出物的壓力降低至足于使所述流出物分離成多個相，包括至少一個富集二氧化碳的相和至少一個富集除二氧化碳外的其它組分的相；b.將至少一個富集二氧化碳的相導入到所述第一純化裝置中；和c.將至少一個富集除二氧化碳外的其它組分的相導入到至少一個廢物流中。
20.權利要求19的系統，所述系統還包括將一部分所述流體進料送回所述第一純化裝置，由此從旁路通過所述應用和所述第三純化裝置的裝置，其中所述第一純化裝置以連續方式操作。
21.一種將二氧化碳供應到多個半導體生產應用的系統，所述系統包括a.供應導管，用于將流體進料從第一純化裝置導入到包括至少兩個不同應用的多個應用中，其中一種或多種污染物與所述流體合并，由此形成所述各種應用的流出物，其中所述各種流出物包括至少一部分二氧化碳組分和至少一部分所述污染物；b.選自熱交換器和壓力調節器的裝置，其中所述裝置位于選自供應導管和至少一個所述應用的位置；c.加入第二種組分的裝置，其中所述裝置位于選自供應導管和所述應用的位置；d.將所述流出物從至少一個所述應用導入到包括所述第一純化裝置和第三純化裝置的至少一種的回流導管；e.一個或多個第三純化裝置，所述裝置通過以下步驟部分純化至少一種所述流出物的至少一部分二氧化碳組分i)將流出物的壓力降低至足于使所述流出物分離成多個相，包括至少一個富集二氧化碳的相和至少一個富集除二氧化碳外的其它組分的相；ii)將至少一個富集二氧化碳的相導入到所述第一純化裝置；并且iii)將至少一個富集除二氧化碳外的其它組分的相導入到至少一個廢物流中；和f.第一二氧化碳純化裝置，所述裝置包括以下各種設備，用于純化包括流出物的二氧化碳組分和富集二氧化碳的相的至少一種，由此形成包括二氧化碳組分的流體進料i)至少一個除去至少一部分蒸汽壓高于二氧化碳的組分的蒸餾塔；和ii)至少一個除去至少一部分蒸汽壓低于二氧化碳的組分的蒸餾塔；iii)將至少一部分蒸汽壓不同于二氧化碳的組分導入到至少一個廢物流中的裝置；g.將一部分所述流體進料導入到所述第一純化裝置，由此從旁路通過所述應用和所述第三純化裝置的裝置，其中第一純化裝置以連續方式操作；h.一個二氧化碳源；和i.純化和加入來自所述源的另外的二氧化碳的裝置，所述裝置選自i)將二氧化碳從二氧化碳源導入到包括第一純化裝置、第三純化裝置和回流導管的至少一種的裝置中，其中來自所述源的二氧化碳在導入到所述應用前通過所述第一純化裝置純化；和ii)加入來自二氧化碳源的經純化二氧化碳的裝置，所述裝置包括(1)將二氧化碳從所述源導入到第二二氧化碳純化裝置的裝置；(2)第二二氧化碳純化裝置，由此產生純化進料，其中所述第二純化裝置包括蒸餾塔、吸附床、相分離器和催化氧化器的至少一種；和(3)將經純化的進料加入到包括供應導管、至少一個所述應用、回流導管和所述第一純化裝置的至少一種中的裝置。
全文摘要
本文公開的發明主要涉及將二氧化碳流體進料供應到多個應用(32，34，36)中的系統和方法。本發明的方法包括以下步驟將包括二氧化碳組分的流體進料從二氧化碳純化裝置(11)導入到多個應用(包括至少兩個不同的應用)，其中污染物與所述流體在所述應用處混合，由此形成包括至少一部分二氧化碳組分和至少一部分所述污染物的流出物；將所述流出物從至少一個應用導入到所述二氧化碳純化裝置；和在二氧化碳純化裝置純化流出物的二氧化碳而產生流體進料的二氧化碳組分。本發明的系統是實施本發明方法的裝置(22)。
文檔編號B01D3/14GK1604811SQ02825096
公開日2005年4月6日 申請日期2002年10月17日 優先權日2001年10月17日
發明者J·F·比林哈姆, H·E·霍瓦德, K·赫爾希 申請人:普萊克斯技術有限公司